Вопрос №35 (Одноосное, плоское и объемное напряженное состояние горных пород, условия возникновения, схема и аналитическое выражение)

Если внешние силы действуют на породу только в направлении одной оси, то они вызывают в ней одноосное напряженное состояние, а действующие в направлении двух осей –плоское напряженное состояние. Действие сил по трем осям приводит к объемному напряженному состоянию породы, которое в случае равенства всех сил называется гидростатическим.

Вопрос №36 (Основные виды пределов прочности гп, условия и схемы их проявления, методы определения)

Прочность породы определяется величиной критических напряжений, при которых происходит ее разрушение. Эти напряжения различны для разных пород и для разных видов приложенных нагрузок. Они носят название пределов прочности. Различают пределы прочности на сжатие, растяжение, сдвиг, изигб и т.д.

Прочность является одним из основных физических свойств горных пород. Она характеризует их способность сопротивляться внешним усилиям вплоть до полного разрушения и определяется при критических нагрузках, действующих на породу в момент ее разрушения. Горные породы обладают наибольшей прочностью при сжатии, наименьшей при растяжении. Прочность горных пород при изгибе находится в интервале между их прочностью при сжатии растяжении.

Вопрос №37 (Основные параметры, характеризующие структуру горных пород)

Структура горных пород определяется размерами, формой, взаимным расположением минеральных составляющих ( Минеральных зерен, агрегатов минералов, включений) и способами связей между ними.

Основными структурами горных пород являются следующие:

Кристаллическая, которую в свою очередь подразделяют на:

А) грубо- и крупнозернистую с размером зерен от 0,5 да 5,0 мм;

Б) среднезернистую – от 0,25 до 0,5 мм

В) мелкозернистую – от 0,10 до 0,25 мм

Г) афонитовую, зерна менее 0,10 мм

2. Скрытокристаллическая

3.Стекловатая – сплошная стекловатая масса

4.Порфировая, в общую кристаллическую или стекловатую массу вкрапленны крупные зерна

5. обломочная, породы сцементрированны из обломков

Зерна в породе могут быть соеденны между собой либо непосредственно гранями, либо с помощью цементирующего вещества, т.е. тонкообломочного материала. По химическому составу цемент может быть кремнистыми, известковыми (карбонатым), глинистым, железистым гипсовым, мергелистым, кальцитовым, фосфатным и др. Наибольшей прочностью обладают породы с кремнистым цементом, наибольшей – с глинистым.

По соотношению цементирующего материала и обломков выделяют следующие типы цементов:

- базальный – обломки заключены в цементирующем материале и не соприкасаются друг с другом;

- Поровый – зерна соприкасаются друг с другом, а цемент заполняет промежутки между зернами;

- Контактовый – цемент присутствует только на контакте зерен, а промежутки между зернами не заполненны;

- Пленочный – цемент покрывает тонким слоем все обломки, связывая из между собой, часть пор между зернами остается незаполненной.

Из описанных типов цементов наибольшую прочность обеспечивает базальный цемент, наименьшую – контактовый.

Размер минеральных зерен оценивают по среднему их диаметру d_ср . Форма минеральных зерен и пор характеризуется коэффициентом k_фр , являющимся отношением их максимальных размеров l к взаимно перпендикулярным минимальным d.

Неоднородность зерен по размерам определяют по вариционным графикам, на которых по оси ординат откладывают относительное содержание частиц соответствующего диаметра, а по абсцис – значение их диаметров ( рис под буквой а)

Отношение максимального диаметра зерен, занимающих 90% площади образца (d₉₀), к максимальному диаметру зерен, занимающих 10%